冲裁模设计

冲制图 3 146所示工件 材料为 08钢 料厚 1mm 大批量生产 试完成 1 工艺设计 2 模具设计 3 绘制模具装配草图 1 零件的工艺性分析 1 结构工艺性 该零件结构简单 形状对称 无悬臂 孔径 孔边距均大 于 1 5倍料厚 可以直接冲出 因此比较适合冲裁 2 精度 由表 3 11和表 3 12可知 该零件的尺寸精度均不超过 ST4等级 因此可以通过普通冲裁方式保证零件精度要求 3 原材料 08 钢是常用的冲压材料 具有良好的塑性 伸长率 33 屈服极限 195MPa 适合冲裁加工 2 工艺方案确定 该零件需要落料和冲孔两道工序完成 可采用的方案有三种 方案一 单工序冲裁 先落料再冲孔 方案二 复合冲裁 落料冲孔同时完成 方案三 级进冲裁 先冲孔再落料 由于是大批量生产 因此方案一不满足生产率的要求 方案二和方案三都 具有较高的生产效率 虽然方案三比方案二操作方便 但方案二能得到较 高的精度 且由于被冲板料较薄 特别是外形与内孔的同轴度要求 因此 选用方案二 即采用复合冲压 3 模具总体设计 1 模具类型的确定 考虑操作的方便与安全性 选用倒装复合模 2 模具零件结构形式确定 1 送料及定位方式 采用手工送料 导料销导料 挡料销挡料 2 卸料与出件方式 采用弹性卸料装置卸料 刚性推件装置推件 3 模架的选用 选用中间导柱导向的滑动导向模架 4 工艺计算 1 排样设计 根据工件形状 这里选用有废料的单排排样类 型 查表 3 3得搭边 a1 1 5mm 侧搭边 a 2mm 则搭边宽度 B 40mm 2 x 2mm 44mm 进距 S 23 66mm 23 66mm 1 77mm 49 01mm 查表 3 4得裁板误差 0 5mm 于是得到如图所示排样图 根据 GB T708 2006可知 这里选用的钢板规格为 1420mm x 740mm 采用横裁法 则可裁得宽度为 44mm的条料 32条 每条条 料可冲出零件 15个 由图 3 146可计算出该零件的面积 A 1279 92mm2 则材料利用率为 x 100 x 100 58 47 NALB 32 x 15 x 1279 921420 x 740 2 冲裁工艺力计算 由于采用复合冲裁 则总的冲裁力 F 冲裁 为落料力 F 落料 和冲孔力 F 冲孔 之和 其中 F 落料 KL 落料 t b 1 3 x 162 0238 x 1 x 400 84 25kN F 冲孔 KL 冲孔 t b 1 3 x 2 x 27 6460 69 1150 x 1 x 400 64 69kN 则总的冲裁力 F 冲裁 F 落料 F 冲孔 84 52kN 64 69kN 149 21kN F 卸 K 卸 F 落料 0 045 x 84 25kN 3 79kN F 推 nK 推 F 冲孔 6 x 0 055 x 64 69kN 21 35kN K 卸 K 推 由表 3 8查得 由表 3 30查得凹模刃口直壁高度为 5mm 则 n 5 0 8 6 3 压力中心的计算 建立如图所示坐标系 计算落料外形压力中心 由于冲裁件外形对称 压力中心位于冲裁轮廓 的几何中心上 即压力中心坐标为 0 0 5 模具零件详细设计 1 工作零件设计 工作零件包括凸模 凹模和凸凹模 由于零件外形不规则 其模具采用配合加工法制造 即落料时以凹模为基准 只需计算凹模刃口尺寸 和公差 中间的孔以凸模为基准 只需计算凸模刃口尺寸及公差 凹凸模刃口 尺寸分别与落料凹模刃口和冲孔凸模刃口的实际尺寸配作 保证单边间隙为 cmin 1 模具间隙 由于零件有公差要求 这里选用 ii类冲裁间隙 有表 3 30 查得 C 3 7 t 即 cmin 0 03 x 1mm 0 03mm c max 0 07 x 1mm 0 07mm 2 落料凹模和冲孔凸模刃口的制造公差分别按照 IT7和 IT6级选取 公差 值由 GB T1800 3 2009查得 尺寸 R8由冲压件尺寸公差 GB T13914 2002 按 ST7级精度查表 3 11得偏差值 落料凹模和冲孔凸模刃口尺寸计 算见下表 3 落料凹模采用整体式结构 外形为矩形 首先由经验公式计算出凹模外 形的参考尺寸 再查阅标准得到凹模外形的标准尺寸 见下表 落料凹模材 料选用 Cr12 热处理 60 64HRC 4 冲孔凸模为圆形 参照 JB T5826 2008进行设计 材料选用 Cr12 热 处理 58 62HRC 2 其他板类零件的设计 当落料凹模的外形尺寸确定后 即可根据凹模外形 尺寸查阅有关标准或资料得到模座 固定板 垫板 卸料板的外形尺寸 查 GB T2851 2008得 滑动导向模架 中间导柱 160 x 125 x 160 190 GB T2851 2008 为了绘图方便 还需要查出上 下模座的规格 尺寸 由 GB T2855 2 2008查得 滑动导向下模座 中间导柱 160 x 125 x 40 由 GB T2855 1 2008查得 滑动导向上模座中间导柱 160 x 125 x 40 查 JB T7643 2 2008得 矩形固定板 160 x 125 x 16 JB T7643 2 2008 凸凹模固定板 查 JB T7643 2 2008得 矩形固定板 160 x 125 x 12 JB T7643 2 2008 冲孔凸模固定板 查 JB T7643 3 2008得 矩形固定板 160 x 125 x 6 JB T7643 2 2008 冲孔凸模垫板 查 JB T7643 3 2008得 矩形固定板 160 x 125 x 10 JB T7643 2 2008 空心垫板 查表 3 39得卸料板的厚度为 14mm 则卸料板的尺寸为 160 x 125 x 14 3 导柱 导套的选用 查 GB T2861 1 2008和 GB T2861 3 2008得 滑动导向导柱 A 25 x 150 GB T2861 1 2008 滑动导向导柱 A 28 x 150 GB T2861 1 2008 滑动导向导套 A 25 x 85 x 33 GB T2861 3 2008 滑动导向导套 A 28 x 85 x 33 GB T2861 3 2008 4 模柄的选用 根据初选设备 JB23 10模柄孔的尺寸 查 JB T7646 1 2008得 压入式模柄 B 40mm x 110mm 5 推荐块的设计 推件块的外形与落料凹模孔单边保持 0 1mm的间隙 推件 块的内孔与冲孔凸模采用 H8 f8的间隙配合 推件块的台阶高度为 5mm 总高 度为 10 5mm 6 螺钉 销钉的选用 查表 3 43 选 M6内六角圆柱头螺钉 直径为 6mm 的圆柱形销钉 6 设备选择及校核 1 设备选择 由前述计算出的冲裁工艺力 确定模具结构形式后 可得到 总的冲压力 F 总 为 F 总 F 冲裁 F 卸 F 推 149 21kN 3 79kN 21 35kN 174 35kN 选择 JB23 20压力机 主要参数如下 公称压力 200kN 最大闭合高度 250mm 闭合高度调节量 55mm 工作台尺寸 500mm x 330mm 工作台孔尺寸 260mm x 180mm 模柄孔尺寸 40mm 2 设备验收 主要验收平面尺寸和闭合高度 由标记为 滑动导向下模座 中间导柱 160 x 125 x 40 GB T2855 2 2008 可知 下模座平面的最大外形尺寸为 294mm x 259mm 长度方向 单边小于压力机工作台面尺寸 500 294 mm 2 103mm 下模座的 平面尺寸单边大于压力机工作台孔尺寸 294 260 mm 2 17mm 因 此满足模具安装要求 模具闭合高度为 40mm 10mm 6mm 12mm 16mm 48mm 40mm 1 0 5 mm 170 9mm 小于压力机的最大闭合高度 因此所选设 备合 适 7 绘图 当上述各零件设计完成后 即可绘制模具总装配图 模具装配草图如下